(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化し、残留振動を減少し、エコー感度を高める超音波センサを提供する。【解決手段】ケース１と、ケース内に配置された圧電素子２と、を含み、ケースの一端にベース部３が設けられ、ベース部に面する圧電素子の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層４が固定される。接着剤の分注または塗布方法により撹拌されたペースト状の整合層を圧電素子に固定されて圧電素子の表面とシームレスに接着させ、さらに加熱により整合層材料を十分硬化することで、整合層と圧電素子を一体化させる。超音波センサの残留振動は、大幅に減少され、検知不可能ゾーンを減らす。整合層材料は、圧電素子と一体に接着する方法により、エコー感度を向上させる。構造は単純であり、コストが低く、かつ性能が大幅に向上する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケース内に配置された圧電素子と、を含む超音波センサであって、前記ケースの一端にベース部が設けられ、前記ベース部に面する前記圧電素子の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層が固定されることを特徴とする、超音波センサ。
【請求項２】
前記整合層は、密度が１．１６のエポキシ樹脂を担体とし、エポキシ樹脂：ガラスマイクロビーズ：硬化剤＝１：（０．６５〜０．７５）：（０．４〜０．５）の割合でガラスマイクロビーズおよび硬化剤を添加し、次にエポキシ樹脂：エポキシ系シランカップリング剤＝１：（０．０１０〜０．０１３）でエポキシ系シランカップリング剤を添加し、真空下で均一に攪拌し、それぞれ４０℃±５℃で７〜８時間放置、７０℃±５℃で８〜１０時間放置して硬化されて成ることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
接着剤の分注または塗布方法により撹拌されたペースト状の前記整合層を前記圧電素子に固定されて前記圧電素子の表面とシームレスに接着させ、さらに加熱により前記整合層材料を十分硬化することで、前記整合層と前記圧電素子を一体化させることを特徴とする、請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記ケースは、円筒形また方形を用いるが、これに限定されないことを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記硬化後のフレキシブル接着剤のショア硬度は、Ａ１５〜Ａ４０の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記フレキシブル接着剤は、ＵＶ接着剤、シリカゲル、またはエポキシ接着剤のうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電子デバイスに関し、特に、新型構造の超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、機器で検知不可能ゾーン０．０８ｍの超音波センサを使用すると、超音波センサが残留振動（クラッター）と１次エコー（有用なフィードバック）を区別できるようにデバイスに十分なスペースを確保する必要があると判断され、このように機器が大きく重くなるよう設計しなければならない。従来の超音波センサの構造は、図１に示すように、整合層材料１と、圧電素子２と、ゴム材３と、を含み、圧電素子２が個別に製造されてからエポキシ樹脂で圧電素子２に接着するため性能が低下し、ゴム材３の減衰効果が、構造の影響を受けて効果が悪い。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案の目的は、機器を小型化させ、残留振動を減少し、エコー感度を高めることで、センサの性能を向上できる新型構造の超音波センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
超音波センサであって、ケースと、ケース内に配置された圧電素子と、を含み、前記ケースの一端にベース部が設けられ、ベース部に面する前記圧電素子の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層が固定される。
【０００５】
好ましくは、前記整合層は、密度が１．１６のエポキシ樹脂を担体とし、エポキシ樹脂：ガラスマイクロビーズ：硬化剤＝１：（０．６５〜０．７５）：（０．４〜０．５）の割合でガラスマイクロビーズおよび硬化剤を添加し、次にエポキシ樹脂：エポキシ系シランカップリング剤＝１：（０．０１０〜０．０１３）でエポキシ系シランカップリング剤を添加し、真空下で均一に攪拌し、それぞれ４０℃±５℃で７〜８時間放置、７０℃±５℃で８〜１０時間放置して硬化されて成る。
【０００６】
好ましくは、接着剤の分注または塗布方法により撹拌されたペースト状の整合層を圧電素子に固定されて整合層と圧電素子の一側の表面をシームレスに接着させ、さらに加熱により整合層材料を十分硬化することで、整合層と圧電素子を一体化させる。
【０００７】
好ましくは、前記ケースは、円筒形また方形を用いるが、これに限定されない。
【０００８】
好ましくは、前記硬化後のフレキシブル接着剤のショア硬度は、Ａ１５〜Ａ４０の範囲である。
【０００９】
好ましくは、前記フレキシブル接着剤は、ＵＶ接着剤、シリカゲル、またはエポキシ接着剤のうちの１つである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は、従来技術に比べると、次の利点を有する。
１、本考案の超音波センサの残留振動は、大幅に減少され、検知不可能ゾーンを減らす。
２、本考案の整合層材料は、圧電素子と一体に接着する方法により、エコー感度を向上させる。
３、本考案の構造は単純であり、コストが低く、かつ性能が大幅に向上する。
【００１１】
以下、添付図面および実施形態を参照しつつ本考案をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の超音波センサの構造を示す模式図である。
【図２】本考案の超音波センサの構造を示す模式図である。
【図３】従来の超音波センサの０．０４ｍでの測定効果を示す図である。
【図４】本考案の超音波センサの０．０４ｍでの測定効果を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
図２に示すように、本考案の超音波センサは、ケース１と、ケース１内に配置された圧電素子２と、を含み、前記ケース１の一端にベース部３が設けられ、ベース部３に面する前記圧電素子２の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層４が固定される。具体的に実施する時、次のステップを含む。
【００１４】
ステップ１：前記整合層は、密度が１．１６のエポキシ樹脂を担体とし、エポキシ樹脂：ガラスマイクロビーズ：硬化剤＝１：（０．６５〜０．７５）：（０．４〜０．５）の割合でガラスマイクロビーズおよび硬化剤を添加し、次にエポキシ樹脂：エポキシ系シランカップリング剤＝１：（０．０１０〜０．０１３）でエポキシ系シランカップリング剤を添加し、真空下で均一に攪拌し、ペースト状の整合層材料を形成する。
【００１５】
ステップ２：専用の治工具でケースおよび圧電素子を固定し、整合層の厚さを確保するため、圧電素子がケースの中央に配置され、かつケースポートからの距離が２．４ｍｍ以上であることを確保する。
【００１６】
ステップ３：接着剤の分注または塗布方法により撹拌されたペースト状の整合層をケース内の圧電素子に固着させてから４０℃±５℃で７〜８時間放置、７０℃±５℃で８〜１０時間放置して硬化させる。
【００１７】
ステップ４：研削方法により、上記硬化した半製品の整合層材料の厚さを２．４±０．２ｍｍにさせ、作業面を平坦にさせる。
【００１８】
ステップ５：研削された半製品を取り出し、圧電素子にフレキシブル接着剤を分注すると共に硬化させる。
【００１９】
ステップ６：ベース部を取り付け、圧電素子のリード線に半田付けする。
【００２０】
ステップ７：ベース部とケースとの間の空洞を再びフレキシブル接着剤で充填し、ベース部とケースを固定させる。
【００２１】
図３および図４に示すように、従来の超音波センサおよび本考案の超音波センサの０．０４ｍでの測定効果を示す図である。図から分かるように、従来の超音波センサの残留振動および１次エコーが混在しており、区別が難しく；本考案の超音波センサの残留振動および１次エコーが一目瞭然し、非常に区別しやすい。
【００２２】
上記の実施形態は、あくまでも本考案の技術的思想および特徴を明らかにするものであって、その目的は、当業者が本考案の内容を理解し、それに応じて実施できるようにすることであり、本考案の保護範囲は上記実施形態に限定されることはない。本考案の主な技術的手段の精神に基づいて行われた潤飾は、本考案の保護範囲に網羅されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月8日(2020.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケース内に配置された圧電素子と、を含む超音波センサであって、前記ケースの一端にベース部が設けられ、前記ベース部に面する前記圧電素子の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層が固定されることを特徴とする、超音波センサ。
【請求項２】
前記整合層は、密度が１．１６のエポキシ樹脂とガラスマイクロビーズを硬化させて成ることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記整合層と前記圧電素子が一体化されたことを特徴とする、請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記ケースは、円筒形また方形を用いるが、これに限定されないことを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記硬化後のフレキシブル接着剤のショア硬度は、Ａ１５〜Ａ４０の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記フレキシブル接着剤は、ＵＶ接着剤、シリカゲル、またはエポキシ接着剤のうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月8日(2020.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケース内に配置された圧電素子と、を含む超音波センサであって、前記ケースの一端にベース部が設けられ、前記ベース部に面する前記圧電素子の一側にフレキシブル接着剤層が設けられ、他側に整合層が固定されることを特徴とする、超音波センサ。
【請求項２】
前記整合層は、密度が１．１６のエポキシ樹脂とガラスマイクロビーズを硬化させて成ることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記整合層と前記圧電素子が一体化されたことを特徴とする、請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記ケースは、円筒形また方形を用いることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記硬化後のフレキシブル接着剤のショア硬度は、Ａ１５〜Ａ４０の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記フレキシブル接着剤は、ＵＶ接着剤、シリカゲル、またはエポキシ接着剤のうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の超音波センサ。